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12+
## 计算机组成原理-中央处理器
13+
14+
### CPU的功能和基本结构
15+
16+
1. CPU的功能
17+
1. 指令控制：取指令、分析指令和执行指令
18+
2. 操作控制
19+
3. 时间控制
20+
4. 数据加工
21+
5. 中断处理
22+
2. CPU的基本结构
23+
1. 运算器
24+
* ALU
25+
* 暂存寄存器
26+
* 累加寄存器ACC
27+
* 通用寄存器GPRs
28+
* 程序状态字寄存器PSW
29+
* 移位寄存器
30+
* 计数器
31+
2. 控制器
32+
* PC
33+
* 指令寄存器IR
34+
* 指令译码器ID
35+
* 存储器地址寄存器MAR
36+
* 存储器数据寄存器MDR
37+
* 时序电路
38+
* 微操作信号发生器
39+
3. CPU的寄存器
40+
1. 运算器的寄存器
41+
1. 通用寄存器组GPRs
42+
2. 累加从寄存器ACC
43+
3. 移位寄存器SR
44+
4. 暂存寄存器
45+
5. 程序状态字寄存器PSW
46+
2. 控制器中的寄存器
47+
1. 程序计数器PC
48+
2. 指令寄存器IR
49+
3. 存储器地址寄存器MAR
50+
4. 存储器数据寄存器MDR
51+
52+
53+
54+
### 指令执行过程
55+
56+
1. 指令周期
57+
58+
1. 定长的机器周期
59+
60+
| 取值周期 | 间址周期（取有效地址） | 执行周期（执行指令） |
61+
| -------- | ---------------------- | -------------------- |
62+
63+
2. 不定长的机器周期
64+
65+
| 取值周期 | 执行周期 |
66+
| -------- | -------- |
67+
68+
2. 指令周期的数据流
69+
70+
1. 取值周期
71+
1. PC - MAR - 地址总线 - 存储器
72+
2. CU 发出读命令 - 控制总线 - 存储器
73+
3. 主存 - 数据总线 - MDR - IR
74+
4. CU 发出控制信号 - PC内容加1
75+
2. 间址周期
76+
1. Ad(IR)或MDR - MAR - 地址总线 - 存储器
77+
2. CU发出读命令 - 控制总线 - 存储器
78+
3. 主存 - 数据总线 - MDR (EA)
79+
80+
3. 执行周期
81+
82+
取操作数，根据IR中的指令字的操作码通过ALU操作产生执行结果。
83+
84+
4. 中断周期
85+
86+
1. CU 控制将SP-1(stack pointer)，SP - MAR - 地址总线-存储器
87+
2. CU 发出写命令 - 控制总线 - 存储器
88+
3. PC - MDR - 数据总线 - 主存 （程序断电存入存储器）
89+
4. CU （中断服务程序的入口地址）- PC
90+
91+
3. 指令执行方案
92+
93+
1. 单周期处理器
94+
95+
所有指令相同执行时间
96+
97+
2. 多周期处理器
98+
99+
3. 流水线处理器
100+
101+
102+
103+
### 数据通路的功能和基本结构
104+
105+
1. 数据通路的功能
106+
2. 数据通路的组成
107+
1. 组合逻辑元件（操作元件）
108+
2. 时序逻辑元件
109+
3. 数据通路的基本结构
110+
1. CPU内部单总线方式
111+
2. CPU内部多总线方式
112+
3. 专用数据通路方式
113+
114+
### 控制器的功能和工作原理
115+
116+
1. 控制器的结构和功能
117+
118+
2. 硬布线控制器
119+
120+
3. 微程序控制器
121+
122+
1. 微程序控制的基本概念
123+
124+
1. 微命令与微操作
125+
2. 微指令与微周期
126+
3. 主存储器与控制存储器
127+
4. 程序与微程序
128+
129+
2. 微程序控制器的组成和工作过程
130+
131+
1. 微程序控制器的组成和工作过程
132+
2. 微程序控制器的工作过程
133+
3. 微程序和机器指令
134+
135+
3. 微指令的编码方式
136+
137+
1. 直接编码（直接控制）方式
138+
2. 字段直接编码方式
139+
3. 字段间接编码方式
140+
141+
4. 微指令的地址形成方式
142+
143+
1. 微指令的后继地址字段（下地址字段）
144+
2. 根据机器指令的操作码形成。
145+
3. 增量计数器法
146+
4. 根据各种标志决定下一条微指令分支转移的地址
147+
5. 友硬件直接产生微程序入口地址。
148+
149+
5. 微指令的格式
150+
151+
1. 水平型微指令
152+
153+
| A1 | A2 | ... | An-1 | An | 判断测试字段 | 后继地址字段 |
154+
| ---- | ---- | -------- | ---- | ---- | ------------ | ------------ |
155+
| | | 操作控制 | | | 顺序控制 | |
156+
157+
2. 垂直型微指令
158+
159+
| $\mu$OP | Rd | Rs |
160+
| :------: | :------: | :----: |
161+
| 微操作码 | 目的地址 | 源地址 |
162+
163+
6. 硬布线和微程序控制器的特点
164+
165+
1. 硬布线控制器的特点
166+
2. 微程序控制器的特点
167+
168+
169+
170+
### 异常和中断机制
171+
172+
1. 异常和中断的基本概念
173+
1. 异常：由CPU内部产生的意外事件。a.k.a内中断
174+
2. 中断：由来自CPU外部的设备向CPU发出的中断请求。a.k.a外中断。
175+
2. 异常和中断的分类
176+
1. 异常的分类
177+
1. 故障Fault
178+
2. 自陷Trap
179+
3. 终止Abort
180+
2. 中断的分类
181+
1. 可屏蔽中断
182+
2. 不可屏蔽中断
183+
3. 异常和中断响应过程
184+
1. 关中断
185+
2. 保存断点和程序状态
186+
3. 识别异常和中断并转到相应的处理程序
187+
1. 软件识别方式：CPU设置一个异常状态寄存器
188+
2. 硬件识别a.k.a向量中断

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